时间作为四元数的标量有哪些部分对一个三维对象的描述等价于量子力学的矩阵的表达吗

四元数在unity中做旋转 主要的理论昰:

转动条目中详细解释的那样,非零四元数的乘法群在R3的取实部为零的

上以共轭作用可以实现转动单位四元数(绝对值为1的四元数)嘚共轭作用,若实部为cos(t)是一个角度为2t的转动,转轴为虚部的方向四元数的优点是:

非奇异表达(和例如欧拉角之类的表示相比)

单位四元数的对可以表示四维空间中的一个转动。

所有单位四元数的集合组成一个三维球S3和在乘法下的一个群(一个

)S3是行列式为1的实正茭3×3正交矩阵的群SO(3,R)的双面覆盖,因为每两个单位四元数通过上述关系对应于一个转动群S3和SU(2)同构,SU(2)是行列式为1的复酉2×2矩阵嘚群令A为形为a + bi + cj + dk的四元数的集合,其中a,b,c和d或者都是整数或者都是分子为奇数分母为2的有理数集合A是一个环,并且是一个格该环中存在24個四元数,而它们是

为{3,4,3}的正二十四胞体的顶点

有两种方法能以矩阵表示四元数,并以矩阵之加法、乘法应用于四元数之加法、乘法

第┅种是以二阶复数矩阵表示。若 h = a + bi + cj + dk 则它的复数形式为:

这种表示法有如下优点:

所有复数 (c = d = 0) 就相应于一个实矩阵

四元数的绝对值的平方就等於矩阵的行列式。

四元数的共轭值就等于矩阵的共轭转置

对于单位四元数 (|h| = 1) 而言,这种表示方式给了四维球体和SU(2)之间的一个同型洏后者对于量子力学中的自旋的研究十分重要。(请另见

第二种则是以四阶实数矩阵表示:

其中四元数的共轭等于矩阵的转置

构件在三維空间中的有限转动,可依次用三个相对转角表示即进动角、章动角和自旋角,这三个转角统称为欧拉角


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